专利名称：具有表面反应活性的高强轻集料及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻集料及其制备方法。
背景技术：
轻集料混凝土由于其比强度高、具有隔热、保温功能、抗震性能好等优点，已成为当今混凝土领域的主要发展方向之一。然而，由于轻集料的多孔性，吸水率大，从而导致轻集料混凝土的可泵性很差。特别是在进行轻集料混凝土高压泵送施工的情况下，水分容易在高压下进入轻集料内部，导致混凝土的可泵性变差，容易产生堵泵现象。但当混凝土流出泵管后，由于泵送压力的突然失去，轻集料内部的水分又快速释放出来，使集料表面形成水膜，从而使集料与水泥石在硬化后粘结不牢。目前国内外有人提出采用低吸水率的轻集料来解决这个问题，但由于低吸水率轻集料表面有一层致密的外壳，使轻集料与水泥石之间的界面粘结变差。另外，改善轻集料与水泥石间的界面层是实现轻集料混凝土的高性能化的一个重要方面。其一，增强轻集料与水泥石间的粘接强度对于提高轻集料混凝土的物理力学性能很有好处；其二，提高轻集料与水泥石间的界面层密实度可以明显改善轻集料混凝土的抗渗性能和抗有害物质侵蚀性能。
发明内容
针对上述轻集料混凝土可泵性差的技术难点，以及为了进一步改善轻集料与水泥石间的界面层结构，本发明的目的在于提出一种具有反应活性表面层的轻集料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是具有反应活性表面层的轻集料，它包括粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，其特征是还加入生料浆，生料浆中粉料占轻集料总重量的百分比为15-25；生料浆中粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，并要求石灰石粉中CaO含量为45％-54％，粘土粉中SiO2含量为50％-70％，萤石中CaF2含量为40％-80％，石膏粉中SO3含量35％-40％，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占70-83，粘土粉占14-27，萤石粉占1，石膏粉占2。
以上粘土粉和石灰石灰的重量百分比是根据粘土粉和石灰石粉的化学成分，控制其石灰饱和系数KH＝0.65-0.70，硅率SM＝2.0-2.6，铝率IM＝1.4-2.0，以此来确定粘土粉和石灰石灰的重量百分比。
如上所述的具有反应活性表面层的轻集料的制备方法，其特征是由如下步骤实现取粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，按其15-25％重量比例称取生料浆粉料，生料浆粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占70-83，粘土粉占14-27，萤石粉占1，石膏粉占2；采用球磨或立磨将配好的生料浆粉料粉磨至比表面积为300-350m2/kg的细粉，加水拌和至含水量为生料浆粉料总重量的30％-40％的生料浆；将制好的生料浆均匀裹在成型后待烧制的粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒表面；将裹好生料浆并已经干燥的颗粒入窑烧制，得产品。
本发明采用粘土粉、石灰石粉、萤石粉占、石膏粉混合成生料浆在轻集料烧成温度区间(1100-1250℃)内经固相反应后其主要产物为C2S和C3A、C4AF，各产物的固相反应生成温度恰好处于混凝土用轻集料的烧成温度区间，裹在颗粒表面的生料薄层在轻集料烧成的同时反应生成主要产物C2S和C3A、C4AF，同时在轻集料表面形成一层致密的与轻集料密不可分的外壳，制成具有反应活性表层的轻集料。由于具有致密的外壳，可以不经浸泡预处理而直接用于轻集料混凝土生产，解决了轻集料混凝土可泵性差的技术难题。同时，主要成分为C2S和C3A、C4AF的轻集料表面层在水泥水化体系中逐渐水化生成水化硅酸钙和水化铝酸钙、水化铁铝酸钙，与轻集料周围的水泥石浑然一体，从而大大改善轻集料与水泥石的界面区结构，有利于提高轻集料混凝土的物理力学性能和抗渗、抗有害离子侵蚀能力。
与目前现有技术相比，本发明的主要特点在于①一种新型的轻集料，由于其具有致密而具有反应活性的表面，并且显著降低吸水率(吸水率＜3％)，提高筒压强度(＞6MPa)，从而解决了轻集料混凝土可泵性差的技术难题，而且有效改善硬化后轻集料混凝土中轻集料与水泥石之间的界面区，从而改善轻集料混凝土的物理力学性能与耐久性能。
②一种新型的轻集料处理工艺方法，简便可行，克服了以往在烧成后的轻集料表面裹水泥浆的工艺繁杂、需要养护从而预处理工期长的缺点，且比之更好地改善了轻集料与水泥石的界面区结构。
具体实施例方式
实施例1具有反应活性表面层的轻集料，取粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，加入生料浆，生料浆粉料占轻集料总重量的百分比为18；生料浆粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占80，粘土粉占17，萤石粉占1，石膏粉占2。
如上所述的具有反应活性表面层的轻集料的制备方法，由如下步骤实现称取生料浆粉料，生料浆粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占80，粘土粉占17，萤石粉占1，石膏粉占2；采用球磨或立磨将配好的生料浆粉料粉磨至比表面积为350m2/kg的细粉，加水拌和至含水量为生料浆粉料总重量的35％的生料浆；将制好的生料浆均匀裹在成型后待烧制的粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒表面；将裹好生料浆并已经干燥的颗粒入窑烧制，得产品。具有反应活性表面层的轻集料，堆积密度850kg/m3，筒压强度＞6MPa，吸水率＜3％。
实施例2具有反应活性表面层的轻集料，取粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，加入生料浆，生料浆粉料占轻集料总重量的百分比为20；生料浆粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占78，粘土粉占19，萤石粉占1，石膏粉占2。
其制备方法同实施例1。
权利要求
1.具有反应活性表面层的轻集料，它包括粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，其特征是还加入生料浆，生料浆中粉料占轻集料总重量的百分比为15-25；生料浆中粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占70-83，粘土粉占14-27，萤石粉占1，石膏粉占2；其中，石灰石粉中CaO含量为45％-54％，粘土粉中SiO2含量为50％-70％，萤石中CaF2含量为40％-80％，石膏粉中SO3含量35％-40％。
2.如权利要求1所述的具有反应活性表面层的轻集料的制备方法，其特征是由如下步骤实现取粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5-25mm，按其15-25％重量比例称取生料浆粉料，生料浆粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成份所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占70-83，粘土粉占14-27，萤石粉占1，石膏粉占2；采用球磨或立磨将配好的生料浆粉料粉磨至比表面积为300-350m2/kg的细粉，加水拌和至含水量为生料浆粉料总重量的30％-40％的生料浆；将制好的生料浆均匀裹在成型后待烧制的粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒表面；将裹好生料浆并已经干燥的颗粒入窑烧制，得产品。
全文摘要
本发明具体涉及一种轻集料及其制备方法。具有反应活性表面层的轻集料，它包括粘土粒或页岩粒或粉煤灰粒中的一种，粒径为5－25mm，其特征是还加入生料浆，生料浆中粉料占轻集料总重量的百分比为15－25；生料浆中粉料为粘土粉、石灰石粉、萤石粉、石膏粉，生料浆粉料的各成分所占生料浆粉料总重量的百分比为石灰石粉占70－83，粘土粉占14－27，萤石粉占1，石膏粉占2；其中，石灰石粉中CaO含量为45％－54％，粘土粉中SiO
文档编号C04B14/10GK1562848SQ20041001291
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者胡曙光, 丁庆军, 何永佳, 吕林女, 王发州 申请人:武汉理工大学